(57)【要約】  【課題】  装置設置面積よりも両面画像形成速度の速いことを優先する使用者及び両面画像形成速度よりも装置設置面積の狭いことを優先する使用者の双方の要望に応えられるようにする。  【解決手段】  用紙の表裏を反転させる反転ローラ対２１を備えたステイプラー２と接続可能であって、画像形成手段と、用紙の表裏を反転させる排紙ローラ対８６と、一方側面に画像を形成した用紙をステイプラー２に排出する排出口１１と、反転ローラ対２１で表裏を反転された用紙をステイプラー２から受け入れる受入口１２とを設ける。ステイプラー２が接続されないときは排紙ローラ対８６を用い、ステイプラー２が接続されたときは反転ローラ対２１を用いて用紙の表裏を反転させて、用紙の両面に画像を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙の表裏を反転させる第２スイッチバック機構を備えた後処理装置を接続可能な画像形成装置本体であって、
画像形成手段と、用紙の表裏を反転させる第１スイッチバック機構と、一方側面に画像を形成した用紙を後処理装置に排出する排出口と、第２スイッチバック機構で表裏を反転された用紙を後処理装置から受け入れる受入口とを備え、
後処理装置が接続されないときは第１スイッチバック機構を用い、後処理装置が接続されたときは第２スイッチバック機構を用いて用紙の表裏を反転させて、用紙の両面に画像を形成することを特徴とする画像形成装置本体。
【請求項２】
第１スイッチバック機構として、排紙トレイに用紙を排出する排紙ローラ対を用いる請求項１記載の画像形成装置本体。
【請求項３】
前記排出口および前記受入口に排出ローラ対および受入ローラ対が設けられている請求項１又は２記載の画像形成装置本体。
【請求項４】
前記排出口と前記受入口とが隣接し、前記排出ローラ対と前記受入ローラ対が、１つの駆動ローラに２つの従動ローラが圧接してなる３連ローラである請求項３記載の画像形成装置本体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置本体に、用紙の表裏を反転させる第２スイッチバック機構を備えた後処理装置を接続し、第２スイッチバック機構を用いて用紙の表裏を反転させて、用紙の両面に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
第２スイッチバック機構として、正・逆方向に回転可能な駆動ローラと、この駆動ローラに対して圧接位置と離隔位置とに移動可能な従動ローラとからなる反転ローラ対を用い、
この反転ローラ対を、前記排出口に設けられた排出ローラ対又は前記受入口に設けられた受入ローラ対で用紙を挟持しているとき、同時に用紙を挟持し得る位置に設けた請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
装置本体の排出口から排出された用紙の後端が前記排出ローラ対を離れる時までに、従動ローラを離隔位置から圧接位置に移動させて反転ローラ対で用紙を挟持し、用紙を排出口と反対方向に搬送し、所定位置まで搬送したところで駆動ローラを逆方向に回転させて、装置本体の受入口の方向に用紙を送出し、装置本体の受入口に設けられた受入ローラ対に用紙先端部が挟持されたところで、従動ローラを離隔位置に移動させる請求項６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙の両面に画像を形成できる画像形成装置本体およびこの画像形成装置本体に後処理装置を接続してなる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、職場や家庭における画像形成装置の占有面積を狭くする観点から、用紙搬送方向を鉛直方向とし、用紙排出部を装置の上下方向中央部に設けた、いわゆる胴内排出型装置が広く使用されつつある。図５に、この胴内排出型装置の概略構成図を示す。この図の画像形成装置は、装置本体１の上下方向略中央部に、正面側が開口した排紙空間３が形成されている。この排紙空間３の底面には、排出される用紙を載置するためのトレイ８０が筺体と一体成形されている。一方、排紙空間３の上側には、原稿を読み取るための読取機構９１が内蔵され、排紙空間３の下側には、画像形成機構（画像形成手段）が内蔵されている。
【０００３】
この装置本体の画像形成機構について説明すると、感光体ドラム７０の表面が帯電装置７１によって正又は負に一様に帯電される。他方、原稿載置台９０に原稿（不図示）が載置され、その画像データが読取装置９１によって読みとられる。読み取られた画像データはレーザスキャナ（露光装置）７２によって感光体ドラム７０の表面に書き込まれ、感光体ドラム７０の表面に静電潜像が形成される。具体的には反転現像方式の場合には画像に相当する部分の帯電が除去され、正規現像方式の場合は背景に相当する部分の帯電が除去されて、それぞれ静電潜像が形成される。次に現像装置７３によって感光体ドラム７０上の静電潜像がトナーで可視像化される。このときトナーの帯電極性は、反転現像方式の場合には感光体ドラム７０の帯電極性と同極性であり、正規現像の場合は感光体ドラム７０の帯電極性と逆極性である。
【０００４】
一方、給紙カセット８１に収納されている用紙Ｐは、ピックアップローラ８２により引き出され、給紙ローラ８３とさばきローラ８４とで挟持されて搬送路へ送られる。そしてレジストローラ対５１によって、感光体ドラム７０上のトナー画像が転写部に到達するのにタイミングを合わせて、用紙Ｐは転写部へ送り出される。転写部では、感光体ドラム７０と転写ローラ７４との間で用紙Ｐが挟持されている状態で、トナー帯電極性と逆極性の電荷が転写ローラ７４に印加されることにより、感光体ドラム７０上のトナー像が用紙Ｐ上に移動する。用紙Ｐ上に移動せず感光体ドラム７０上に残留したトナーはクリーニングローラ７５によって除去回収される。一方、トナー像を載置した用紙Ｐは定着ローラ対８５へ搬送される。ここでトナー像は定着ローラ対８５によって加熱・加圧されて用紙Ｐに定着する。そして分岐爪６１によって用紙Ｐは排紙ローラ対８６に送られる。
【０００５】
用紙の片面にのみ画像形成を行う場合には、排紙ローラ対８６によってこのまま用紙はトレイ８０へ排出される。他方、用紙の両面に画像形成する場合には、用紙の後端部が排紙ローラ対８６で挟持されている状態のときに排紙ローラ対８６が逆回転し、分岐爪６１によって用紙は搬送ローラ８７の方向に送られる（いわゆるスイッチバック）。そして用紙は分岐爪６２によって循環搬送路５０に導かれ、搬送ローラ８８，８９によって再びレジストローラ対５１に送られる。そして、前記と同様にして、用紙のもう一方側面に画像が形成された後、分岐爪６１によって用紙Ｐは排紙ローラ対８６に送られトレイ８０に排出される。
【０００６】
このような画像形成装置では、排紙ローラ対８６を用紙をトレイに排出する機構として使用すると共にスイッチバック機構としても使用するため、用紙をスイッチバックさせている間、次の用紙を待機させなければならず、用紙の両面に画像形成する場合の画像形成速度が、用紙の片面に画像形成する場合の７０〜８３％程度にまで落ちる。
【０００７】
そこで、装置本体外の付属装置にスイッチバック機構を設けて、用紙の両面に画像形成する場合の画像形成速度を上げる技術が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。
【特許文献１】特開平７−２６１４７１号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献２】特開２００３−１８２９０６号公報（特許請求の範囲、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、提案技術では付属装置を装置本体に取り付けないと、用紙両面に画像形成することができず、装置本体と付属装置とを併置するには広い設置面積が必要となる。この場合、両面画像形成速度は遅くてよいから、設置面積の狭い装置が欲しいという使用者の望みには沿わない結果となる。
【０００９】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置設置面積よりも両面画像形成速度の速いことを優先する使用者及び両面画像形成速度よりも装置設置面積の狭いことを優先する使用者の双方の要望に応えることのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、後処理装置として従来から用いられているステイプラーやスタッカーにおいて、画像形成面を上にして用紙が排出されることによるページ狂いを防ぐために、用紙の表裏を反転させるスイッチバック機構が搭載されていることに着目し、両面画像形成を行うときに後処理装置のこのスイッチバック機構を用いれば画像形成速度を速くできるのではとの着想を得、本発明をなすに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の画像形成装置本体は、用紙の表裏を反転させる第２スイッチバック機構を備えた後処理装置と接続可能であって、画像形成手段と、用紙の表裏を反転させる第１スイッチバック機構と、一方側面に画像を形成した用紙を後処理装置に排出する排出口と、第２スイッチバック機構で表裏を反転された用紙を後処理装置から受け入れる受入口とを備え、後処理装置が接続されないときは第１スイッチバック機構を用い、後処理装置が接続されたときは第２スイッチバック機構を用いて用紙の表裏を反転させて、用紙の両面に画像を形成することを特徴とする。
【００１２】
ここで装置の構成を簡略化し、装置の小型・軽量化を図る観点から、第１スイッチバック機構として、排紙トレイに用紙を排出する排紙ローラ対を用いるのが好ましい。
【００１３】
また、後処理装置への用紙の排出及び受入を円滑行う観点から、前記排出口および前記受入口に排出ローラ対および受入ローラ対を設けるのが好ましい。この場合、装置の小型軽量化を図る観点から、前記排出口と前記受入口とを隣接させ、前記排出ローラ対と前記受入ローラ対とを、１つの駆動ローラに２つの従動ローラが圧接してなる３連ローラによって構成するのが好ましい。
【００１４】
そしてまた本発明によれば、前記記載の画像形成装置本体に、用紙の表裏を反転させる第２スイッチバック機構を備えた後処理装置を接続し、第２スイッチバック機構を用いて用紙の表裏を反転させて、用紙の両面に画像を形成することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１５】
ここで、両面画像形成速度を速くする観点から、第２スイッチバック機構として、正・逆方向に回転可能な駆動ローラと、この駆動ローラに対して圧接位置と離隔位置とに移動可能な従動ローラとからなる反転ローラ対を用いるとともに、この反転ローラ対を、前記排出口に設けられた排出ローラ対又は前記受入口に設けられた受入ローラ対で用紙を挟持しているとき、同時に用紙を挟持し得る位置に設けるのが望ましい。さらには、装置本体の排出口から排出された用紙の後端が前記排出ローラ対を離れる時までに、従動ローラを離隔位置から圧接位置に移動させて反転ローラ対で用紙を挟持し、用紙を排出口と反対方向に搬送し、所定位置まで搬送したところで駆動ローラを逆方向に回転させて、装置本体の受入口の方向に用紙を送出し、装置本体の受入口に設けられた受入ローラ対に用紙先端部が挟持されたところで、従動ローラを離隔位置に移動させるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像形成装置では、用紙の表裏を反転させる第１スイッチバック機構と、一方側面に画像を形成した用紙を後処理装置に排出する排出口と、第２スイッチバック機構で表裏を反転された用紙を後処理装置から受け入れる受入口とを設ける共に、第２スイッチバック機構を備えた後処理装置と接続可能とし、後処理装置が接続されないときは第１スイッチバック機構を用い、後処理装置が接続されたときは第２スイッチバック機構を用いて用紙の表裏を反転させて、用紙の両面に画像を形成する。これにより、両面画像形成速度よりも装置設置面積の狭いことを優先する場合には装置本体のみを設置し、他方装置設置面積よりも両面画像形成速度の速いことを優先する場合には、装置本体に後処理装置を併置して接続するというように、何を優先するかによって装置の設置形態を使用者が選択できるようになる。
【００１７】
このとき第１スイッチバック機構として、排紙トレイに用紙を排出する排紙ローラ対を用いると、装置の構成を簡略化でき装置の小型・軽量化が図れる。
【００１８】
また、前記排出口および前記受入口に排出ローラ対および受入ローラ対を設けると、後処理装置への用紙の排出及び受入を確実且つ円滑行うことができる。ここで、前記排出口と前記受入口とを隣接させ、前記排出ローラ対と前記受入ローラ対とを、１つの駆動ローラに２つの従動ローラが圧接してなる３連ローラによって構成すると、装置の小型・軽量化が図れる。
【００１９】
そしてまた、第２スイッチバック機構として、正・逆方向に回転可能な駆動ローラと、この駆動ローラに対して圧接位置と離隔位置とに移動可能な従動ローラとからなる反転ローラ対を用いるとともに、この反転ローラ対を、前記排出口に設けられた排出ローラ対又は前記受入口に設けられた受入ローラ対で用紙を挟持しているとき、同時に用紙を挟持し得る位置に設ける。そして、装置本体の排出口から排出された用紙の後端が前記排出ローラ対を離れる時までに、従動ローラを離隔位置から圧接位置に移動させて反転ローラ対で用紙を挟持し、用紙を排出口と反対方向に搬送し、所定位置まで搬送したところで駆動ローラを逆方向に回転させて、装置本体の受入口の方向に用紙を送出し、装置本体の受入口に設けられた受入ローラ対に用紙先端部が挟持されたところで、従動ローラを離隔位置に移動させる。このように制御することによって、第２スイッチバック機構への用紙の搬入と搬出とが併行して行うことができ、両面画像形成速度を一層速くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の画像形成装置本体および画像形成装置について図に基づいて説明する。なお、装置本体における画像形成機構と循環搬送路を含む用紙の搬送路とは、前述の従来のものと同様であるのでここではその説明を省略し、従来の装置本体と異なる部分を中心に以下説明する。また、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００２１】
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図を示す。図１の画像形成装置は、画像形成装置本体（以下、「装置本体」と記すことがある。）１とステイプラー（後処理装置）２とを備える。この実施形態で使用するステイプラー２は、スイッチバック機構とステイプル機構とを備えたものであって従来公知のものである。本発明で使用できる後処理装置はスイッチバック機構を備えているものであれば特に限定はなく、ステイプラーの他、パンチユニットや中綴じ（製本）ユニットなどを使用できる。
【００２２】
本発明の装置本体１が従来の装置本体と大きく異なるところは、ステイプラーへ用紙を排出する排出口１１と、ステイプラーから用紙を受け入れる受入口１２とが設けられているところにある。そしてこの図の装置本体１では、排出口１１と受入口１２とが上下方向に隣接し、排出口１１と受入口１２とに排出ローラ対１３１と受入ローラ対１３２とが設けられている。もちろん排出口１１と受入口１２とを離隔した位置に設けてもよいが、構造の簡略化や装置の小型化の観点からは排出口１１と受入口１２とを隣接して設けるのが望ましい。
【００２３】
また、排出口１１と受入口１２とを隣接して設ける場合には、図２に示すように、１つの駆動ローラ１３に２つの従動ローラ１４ａ，１４ｂを圧接させて３連ローラとし、駆動ローラ１３と従動ローラ１４ａとで排出ローラ対１３１を、駆動ローラ１３と従動ローラ１４ｂとで受入ローラ対１３２を構成させるのが望ましい。このような構成により、排出ローラ対１３１と受入ローラ対１３２とを別個に設ける場合に比べローラを１つ少なくでき、また１つの駆動ローラ１３の駆動制御で足りるため、構造および制御が簡略化できる。
【００２４】
図１に示す構造の装置において、用紙の片面にのみ画像を形成する場合には、定着ローラ対８５によってトナー画像が定着された用紙は、分岐爪６１によって排紙ローラ対８６へ送られ排紙トレイ８０に排出される。
【００２５】
また片面に画像形成がなされた一連の用紙を綴じて排出する場合には、図３に示すように、用紙Ｐ１は分岐爪６１によって搬送ローラ対８７へ送られ、さらに分岐爪６２によって排出ローラ対１３１へ送られる。そして排出ローラ対１３１から排出された用紙Ｐ１はステイプラー２へ送られ、分岐爪６３によって反転ローラ対（第２スイッチバック機構）２１に送られる（同図（ａ））。
【００２６】
図１に示すように、反転ローラ対２１は、正逆方向に回転可能な駆動ローラ２１ａと、この駆動ローラ２１ａに対して圧接位置と離隔位置とに移動可能に設けられた従動ローラ２１ｂとからなる。図３（ｂ）に示すように、用紙Ｐ１が送られてくると従動ローラ２１ｂが駆動ローラ２１ａに圧接して、反転ローラ対２１のニップ部で用紙の先端を挟持し、用紙をそのままの開口部２５と反対の方向へ送る。そして、用紙Ｐ１の後端部が分岐爪６３を通過したところで、駆動ローラ２１ａの回転方向が逆になる。これにより、用紙は表裏を反転された状態で搬送ローラ対３１，３２を経てスタッカー２３へ送られる（同図（ｃ））。このとき、用紙Ｐ１の先端部が搬送ローラ対３１で挟持されると、反転ローラ対２１の従動ローラ２１ｂが離隔位置に移動する。これによって、反転ローラ対２１において、用紙Ｐ１の排出と次の用紙Ｐ２の受け入れとが同時に行えるようになる。
【００２７】
そして一連の用紙が搬送され終わるまで用紙はスタッカ２３に一時的に貯えられる。スタッカ２３に一連の用紙が貯えられると、ステイプラ２２が駆動して一連の用紙が綴じられ、搬送ローラ対３３によって排紙ローラ対３４へ搬送されトレイ２４へ排出される。
【００２８】
次に、高速で用紙の両面に画像形成する場合について説明する。図４に、用紙の搬送順路を示す。画像形成機構によって片面にトナー画像が形成され、定着ローラ対８５でトナー画像が加熱・定着された用紙Ｐは、分岐爪６１によって搬送ローラ対６１に送られ、さらに分岐爪６２によって排出ローラ対１３１に送られる。そして用紙Ｐ１は、排出ローラ対１３１によってステイプラー２へ排出され、分岐爪６３によって反転ローラ対２１へ送られる（同図（ａ））。
【００２９】
反転ローラ対２１によって用紙Ｐ１の先端が挟持された時、用紙Ｐ１の後端部は排出ローラ対１３１で引き続き挟持されている。そして用紙Ｐは、反転ローラ対２１によって図の下方へ搬送され、用紙Ｐ１の後端が排出ローラ対１３１から外れたところで、反転ローラ対２１が逆回転すると同時に分岐爪６３が時計回りに揺動する。これによって、用紙Ｐ１は受入口１２の方向へ送出される（図４（ｂ））。そして、用紙Ｐ１の先端部が受入口１２の受入ローラ対１３２で挟持されたところで、反転ローラ対２１の従動ローラ２１ｂを離隔位置に移動する。これにより、用紙Ｐ１を搬出しながら次の用紙Ｐ２を搬入することができ、両面に画像形成する場合の速度を上げることができるようになる（同図（ｃ））。そして、先の用紙Ｐ１の後端部が反転ローラ対２１を離れたところで、従動ローラ２１ｂを圧接位置に移動させて、次の用紙Ｐ２の挟持・搬送に備える。このような動作が、一連の画像形成処理が終わるまで繰り返される。
【００３０】
図１に基づいて説明を続けると、両面に画像が形成された用紙は、定着ローラ８５を通って分岐爪６１によって排紙ローラ対８６へ送られ、排紙トレイ８０に排出される。他方、一連の用紙を綴じた状態で排出する場合には、両面に画像が形成された用紙は、定着ローラ８５を通って分岐爪６１によって搬送ローラ対８７に送られ、さらに分岐爪６２によって排出ローラ対１３１へ送られる。そして排出ローラ対１３１から排出された用紙はステイプラー２の開口部２５から内部へ送られる。
【００３１】
両面に画像形成がなされた用紙は、初めに画像形成された面が裏面になっているのでスイッチバックさせる必要がない。したがって、用紙は分岐爪６３が図の状態から時計回りに揺動した状態となり、そのままスタッカ２３に送られる。そして前記と同様にして、スタッカ２３で一連の用紙の画像形成の終了を待って、一連の用紙はステイプラー２２で綴じられ排紙ローラ対３４によって排紙トレイ２４へ排出される。
【００３２】
なお、両面に画像形成した用紙を装置本体１内のトレイ８０に排出する場合に、連続した用紙の順序が逆になるのを回避するために、原稿の裏画像をまず用紙に形成し、次に表画像を用紙に形成する方式を採用している装置がある。かかる方式を採用している装置を装置本体として用いた場合には、図３に示したように、ステイプラー２の反転ローラ対２１を用いて、用紙をスイッチバックさせてスタッカ２３に送るようにする。
【００３３】
もちろん、ステイプラー２を取り付けない場合に、用紙の両面を画像形成するときは、従来と同様に、装置本体の排紙ローラ対を用いて用紙の表裏を反転させ、用紙の両面に画像形成を行う（図５を参照）。
【実施例】
【００３４】
装置本体１にステイプラー２を並設した図１の装置において、Ａ４サイズの用紙１０枚を片面印刷するのに掛かる時間、及びステイプラーのスイッチバック機構を用いて同じサイズの用紙５枚を両面印刷するのに掛かる時間をそれぞれ測定し、前者に対する後者の時間割合を算出した結果、９０％後半と従来に比べ両面印刷速度が格段に速くなっていた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の画像形成装置本体および画像形成装置の一例をしめす概略構成図である。
【図２】装置本体の排出口および受入口の付近の拡大図である。
【図３】ステイプラーで用紙を綴じて排出する場合の用紙搬送経路を示す図である。
【図４】ステイプラーの反転ローラ対を用いて用紙を反転させ、用紙の両面に画像形成する場合の用紙搬送経路を示す図である。
【図５】装置本体で用紙の両面に画像形成する場合の用紙搬送経路を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    装置本体（画像形成装置本体）
２    ステイプラー（後処理装置）
１１    排出口
１２    受入口
１３    駆動ローラ
１４ａ，１４ｂ    従動ローラ
２１    スイッチバックローラ対（第２スイッチバック機構）
２１ａ  駆動ローラ
２１ｂ  従動ローラ
８６    排紙ローラ対（第１スイッチバック機構）
１３１    排出ローラ対
１３２    受入ローラ対
Ｐ１，Ｐ２    用紙
【図１】
2006137582.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006137582.tif 000006
【図５】
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